用于涡轮机的涡轮转子以及用于安装该转子的方法技术

本发明专利技术涉及一种涡轮转子(20)，包括具有腔体(31)的盘(30)、多个叶片(40)，每个叶片具有被容纳在其中一个腔体中的根部(80)，以及轴向保持装置，所述轴向保持装置包括围绕转子的轴线圆周地分布的第一系列条带和第二系列条带(101

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮机的涡轮转子以及用于安装该转子的方法


[0001]本专利技术涉及涡轮机的通常领域。
[0002]本专利技术更特别地涉及一种高压或低压涡轮转子，并且涉及一种包括所述转子的涡轮机。本专利技术还涉及一种用于安装所述转子的方法。

技术介绍

[0003]航空涡轮机典型地包括几个模块，例如低压压气机、高压压气机、燃烧室、跟随有低压涡轮的高压涡轮以及气体喷射系统，低压涡轮和高压涡轮驱动对应的低压压气机或高压压气机。每个涡轮由一个或多个级形成，每个级依次地包括称为导向叶片的静止叶片的轮和称为转子的移动叶片的轮。
[0004]在本申请中，参照相对于涡轮机的纵向轴线的零件或表面的位置，使用术语“外(部)”和“内(部)”、“上”和“下”、“外(侧)”和“内(侧)”。此外，术语“径向”和“轴向”分别地对应于与涡轮机的纵向轴线平行的轴向方向，以及对应于径向方向，即，垂直于涡轮机的纵向轴线。此外，参照涡轮机中的气流的流动方向，使用术语“上游”和“下游”，如图中由箭头所示。
[0005]图1是根据现有技术的涡轮转子的一部分的轴向截面图，在围绕转子盘圆周地安装的叶片根部之一处截取该轴向截面图。
[0006]参照图1，导向叶片的静止叶片11在它们的径向内端部处，通过圆周地端对端地放置的环形扇段连接在一起，以便形成内护罩12，并且在它们的径向外端部处被安装在涡轮的罩壳(未示出)上。
[0007]此外，转子包括盘3，该盘在其外周边处包括界定狭槽的齿，移动叶片4通过其相应的根部8接合在狭槽中。每个移动叶片4包括桨叶5，该桨叶装配有平台6，该平台连接至支柱，该支柱径向地延伸至根部8。移动叶片4的根部8通过它们的球形区段(称为鸠尾榫区段)被径向地保持在盘3的狭槽中，并且通过环形圈14被轴向地保持，该环形圈轴向地邻接抵靠移动叶片4的根部8的上游面。环形圈14被径向地保持在平台6的内面处所形成的上游凹槽6c中，并且由固定到盘3的环形上游夹持件15轴向地保持。
[0008]为了改善涡轮机的性能，以及为了避免盘3由于来自上游燃烧室和流经涡轮的流动流9的热气体的流动而过热，重要的是尽可能多地限制这些气体径向地从外侧到内侧的循环，即，从流9到位于移动叶片4的平台6与盘3之间的区域10。实际上，在平台6下方径向地流动的流9的部分气体没有有助于移动叶片40的旋转，并且直接地加热盘3的齿。此外，通过设置在上游夹持件15中的端口(未示出)确保盘3和移动叶片4的根部8的冷却，该端口确保冷空气流朝向盘3的狭槽的底部的路径。因此，也需要限制冷气流径向地从内侧向外侧通过。
[0009]为了限制流9与位于移动叶片4的平台6和盘3之间的区域10之间的气体循环，已知给每个移动叶片4的平台6装配上游扰流器6a和下游扰流器6b，该上游扰流器6a和下游扰流器6b分别地与下游扰流器13b和上游扰流器13a限定密封挡板，该下游扰流器13b和上游扰
流器13a在分别地位于转子的上游和下游的内护罩12的环形扇段上轴向地突出而形成。
[0010]此外，通过安装在移动叶片4之间，在移动叶片4的支柱7中所设置的侧腔体19中的密封板18(也称为“棒糖”)，确保平台6之间的密封。特别地，每个密封板18被安装在两个圆周地邻接的移动叶片4之间，并且包括被容纳在移动叶片4的侧腔体19中的圆周端部和被容纳在相邻的移动叶片4的侧腔体19中的相对的圆周端部。这些密封板18以小的间隙紧密地配合侧腔体19的内部形状。在运行中，这些密封板18经受离心力，并且被径向地压靠在平台6的主壁的内面上，由此防止热气体从流径向地通过径向地位于平台下方的区域10。
[0011]此外，每个移动叶片4包括在每个移动叶片4的根部8与平台6之间径向地延伸的上游下部壁16a和下游下部壁16b，它们包围和限制流入流9中的气流的旁路。此外，上游下部壁16a和下游下部壁16b通过穿过移动叶片4的根部6，限制想要绕过移动叶片4的气体从流9的泄漏。
[0012]此外，除了确保涡轮中的密封，涡轮机的组成元件的质量的减小是持续的关注，这已经导致了叶片的研发，由称为C.M.C.的陶瓷基质复合材料制成该叶片的桨叶。
[0013]虽然使用C.M.C.材料使得有可能减小叶片的重量，并且增加它们对高温的耐受性，但是由于用于制造C.M.C.零件的方法的限制，它还需要评估移动叶片4的几何形状。实际上，制造装配有平台的移动叶片是复杂的，该平台具有类似于上述的结构，因为这样的结构在其制造期间，尤其产生材料的纤维扭曲的问题。当然，在其他类型的叶片中也可能出现这种简化平台结构的问题。

技术实现思路

[0014]本专利技术通过提供一种涡轮转子而提供了对上述问题的解决方案，该涡轮转子包括例如由C.M.C.制成的叶片，该叶片的结构被简化并且确保了密封。
[0015]本专利技术的第一方面涉及一种涡轮转子，该涡轮转子围绕轴线延伸，并且包括：
[0016]‑
盘，所述盘以转子的轴线为中心，并且在盘的外周边中包括狭槽和齿，狭槽围绕盘圆周地分布，并且由两个圆周地相邻的狭槽界定每个齿，
[0017]‑
多个叶片，每个叶片包括：
[0018]‑
桨叶，相对于转子轴线径向地延伸，
[0019]‑
根部，设置在叶片的径向延伸部中，被构造成安装在盘的相应的狭槽中，
[0020]‑
平台，位于桨叶与叶片的根部之间，
[0021]其中，盘包括轴向保持装置，所述轴向保持装置被构造成将叶片的根部轴向地保持在盘的狭槽中，所述轴向保持装置包括围绕轴线圆周地分布的第一系列的薄片和第二系列的薄片，所述第一系列的薄片和所述第二系列的薄片被轴向地叠置和布置，使得：
[0022]‑
第一系列的至少两个圆周地相邻的薄片被轴向地叠置在第二系列的薄片上，并且圆周地偏置，
[0023]‑
第一系列和第二系列的每个薄片设置成面向盘的狭槽，以便轴向地阻挡在盘的所述狭槽中所安装的叶片的根部。
[0024]通过用第一系列和第二系列的薄片替换环形圈，通过第一系列的薄片与第二系列的薄片重叠，确保叶片的轴向保持以及叶片之间的密封，这使得可以消除上游和下游的下部壁。上游和下游的下部壁的消除使得可以减小支柱的高度，并且因此减小叶片的质量。
[0025]此外，由于第一系列和第二系列的薄片的轴向叠置，这样的轴向保持装置比环形圈在机械上更抗转子运行期间由热气体所施加的应力。
[0026]此外，通过第一和第二系列的薄片替换环形圈使得可以减少在转子运行期间轴向保持装置与叶片之间的差异膨胀的问题。实际上，由于热膨胀引起的多个薄片的总体积的增加小于环形圈的总体积的增加。同样，这些薄片不太可能对相邻的零件即，相邻的薄片和叶片平台，施加应力，因此限制了在转子运行期间这些零件的变形或甚至破裂。
[0027]此外，更小的薄片比环形圈更容易安装和拆卸。此外，有利于转子的维护，因为仅替换降级的薄片，而不是整个环形圈就足够了。
[0028]此外，薄片比环形圈更易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮(1)的转子(20)，该转子围绕轴线(X)延伸，并且包括：
‑
盘(30)，所述盘以轴线(X)为中心，并且包括在盘(30)的外周边中所设置的狭槽(31)和齿(32)，狭槽(31)围绕盘(30)圆周地分布，并且每个齿(32)由两个圆周地相邻的狭槽(31)界定，
‑
多个叶片(40)，每个叶片(40)包括：o桨叶(50)，相对于轴线(X)径向地延伸，o根部(80)，在桨叶(50)的径向延伸部中形成，被构造成安装在盘(30)的相应的狭槽(31)中，o平台(60)，位于桨叶(50)与叶片(40)的根部(80)之间，o其中，盘(30)包括轴向保持装置，其被构造成将叶片(40)的根部(80)轴向地保持在盘(30)的狭槽(31)中，其特征在于，轴向保持装置包括围绕轴线(X)圆周地分布的第一系列的薄片和第二系列的薄片(101，102，103，104)，所述第一系列的薄片和所述第二系列的薄片(101，102)被轴向地叠置和布置，使得：
‑
第一系列的至少两个圆周地相邻的薄片(101、103)被轴向地叠置在第二系列的薄片(102、104)上，并且圆周地偏移，
‑
第一系列和第二系列的每个薄片(101，102，103，104)被布置成面向盘(30)的狭槽(31)，以便轴向地阻挡在盘(30)的所述狭槽(31)中所安装的叶片(40)的根部(80)。2.根据前面权利要求所述的涡轮(1)的转子(20)，其特征在于，每个叶片(40)包括支柱(70)，所述支柱位于所述叶片(40)的根部(80)与平台(60)之间，并且具有上游面和下游面，并且第一和第二系列的薄片(101，102，103，104)具有大体T形的形状，薄片(101，102，103，104)中的每个包括：
‑
径向外部部分(101
‑
3，102
‑
3，103
‑
1，104
‑
1)，被构造成面向至少两个圆周地相邻的支柱(70)的一个面，或者面向至少两个圆周地相邻的薄片(101，102，103，104)，
‑
径向内部部分(101
‑
4，102
‑
4，103
‑
2，104
‑
2)，被构造成面向叶片(40)的根部(50)。3.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮(1)的转子(20)，其特征在于，第一系列的薄片和第二系列的薄片(101，102，103，104)包括在盘(30)上游所安装的上游薄片(101，102)，第一系列和第二系列的上游薄片(101，102)被轴向地叠置和布置，使得：
‑
第一系列的至少两个圆周地相邻的上游薄片(101)被轴向地叠置在第二系列的上游薄片(102)上，并且，
‑
第一系列和第二系列的每个上游薄片(101，102)均布置成面向盘(30)的狭槽(31)，以便轴向地阻挡在盘(30)的所述狭槽(31)中所安装的叶片(40)的根部(80)，轴向保持装置包括环形上游夹持件(97)，所述环形上游夹持件一方面固定到盘(30)，并且另一方面...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里斯，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：